R5G - Juin 2013

Présentation Ifsttar 04012011

Dr. N. Hautière, IPEF, Chercheur HDR Univ. Paris-Est Dr. C. De La Roche, IPEF Juin 2013


Le point de départ

• 1ère génération – Le chemin • 2ème génération – La route pavée romaine

• 3ème génération – La route revêtue • 4ème génération – L’autoroute • Que sera la 5ème génération ?

http://www.valsdesaintonge.eu/tourisme/index.php?option=com_content&view=article&id=93&Itemid=47&lang=fr

http://www.autoroutes.fr/fr/les-panneaux-a-message-variable.htm


Pourquoi a-t-on besoin de la R5G ?

• Image actuelle associée au transport routier

– Mauvaise image associée à la route

– Coût environnemental trop élevé

– Peu considéré dans le Grenelle de L’Environnement

• Innovation dans les infrastructures routières

– Nombreuses innovations disponibles dans les laboratoires

Besoin d’un dispositif de validation d’innovations émergentes (prise de risque)

• Transfert technologiques et industrialisation

– Besoin de moyens de test en vrai grandeur

– Identification des problèmes de mise en œuvre

– Renouvellement des questions de recherche


Les bénéfices attendus

• Maintenir les « services » ( RAMS: Reliability, Accessibility, Mobility, Safety) des réseaux routiers aux niveaux actuels

– Incitation au transfert modal vers le transport guidé

– Dans l’attente, maintien du réseau routier dans son état actuel en dépensant moins

• Renforcer les leaderships industriels

– Mise au point de nouveaux modèles économiques

• Atteindre les objectifs sociétaux

– Réduction de l’empreinte carbone des routes

– Création d’emploi

– Renouvellement des programmes éducatifs


• Rassembler toutes les idées existantes et produire une solution pour répondre à nos besoins futurs….

– La route adaptable

– La route automatisée

– La route résiliente au changement climatique

• Un concept qui…

– Sera adaptable à la future demande de transport

– Fournira un moyen de transport automatisé bas coût

– Produira des bénéfices substantiels

• Be Forever Open

Winner of the 2011Road Design and Construction prize

R5G : déclinaison française du programme FOR


8


R5G inclus dans une alliance Européenne • Déjà inclus dans des programmes et agendas de recherche

• Déjà inclus dans des feuilles de route

• D’autres sont encore à venir

…


Concept de la R5G

• R5G assemble et redéfinit les 3 éléments de la Forever Open Road, suivant une approche systéme, autour de démonstrateurs à l’échelle 1 pour en démontrer la synergie et proposer une route acceptable.

• R5G vise à passer d’une approche linéaire de l’innovation (chaque filière innove dans son domaine) à une approche intégrée (synergie entre les acteurs)

→ Les 4 éléments de la R5G

La route évolutive

La route à contribution environnementale positive

La route coopérative

La route acceptable


Une application « plurielle » de la R5G :

Acceptabilité sociale, juridique, économique, environnementale

Conception, construction et maintenance décarbonées

Exploitation sûre et intelligente

Résilience et efficacité énergétique

Réseaux urbains

Réseaux structurants

Réseaux locaux

Réseaux périurbains


Route à contribution environnementale positive

Besoins des gestionnaires

Attentes des usagers

Enjeux sociétaux

Une mise en œuvre suivant une approche système

Constructeurs

routiers

Constructeurs

automobiles

Usagers

gestionnaires

Maitres

d’ouvrage


Programme Conception et construction de démonstrateurs à l’échelle

1:1

•En parallèle avec les réflexions indispensables sur les stratégies d’aménagement et d’exploitation, la réglementation et la gouvernance et l’identification de besoins de recherche…

quelques exemples d’innovations…

Du rêve à la réalité…

2010-2015 2015-2020 2020-2025

Mise à l’épreuve de composants

Mise à l’épreuve de sous-systèmes

Démonstrateurs complets

Déplo

iem

ent


Démonstrateurs R5G Identification de solutions « matures » IEED, IRT, fond démonstrateur ADEME, pôles de compétitivité, HORIZON 2020, charte 2MI

Infrastructures - CIRR - …

Recherche : ANR, FUI, HORIZON 2020

Services - ITS - Mission d’appui 2MI - …

R&D automobile

… …

Acheteurs privés Acheteurs publics

Vecteurs de mobilité

-Flotte Bolloré -@Car -Velib -…

Dispositifs de soutien à l’innovation

Positionnement institutionnel : combler un « vide »


Mise à l’épreuve de composants


Observation de la visibilité par caméras routières Accord cadre IFSTTAR-Météo France Projet CARNOT CAM2

• Objectif :

– observer la visibilité

– améliorer la prévision météorologique du brouillard

– proposer des vitesses adaptées à la visibilité

– adapter l’éclairage public (ex: plots sur la rampe de Laffrey)

• Partenaires existants : IFSTTAR, Météo-France, IGN, CETE Lyon, CETE Méditerranée

• Aspect réglementaire : recommandation du BEA-TT, vœux du Conseil Supérieur de la Météorologie


Projet européen Fabric Feasibility analysis and technological development of on-road charging for long term electric vehicle range extension

• Contexte

Call FP7-SST-2013-RTD-1 -GC.SST.2013-1 – dépôt en novembre 2012

• Objectif

Mettre au point des systèmes de rechargement par induction pour véhicules

électriques dont des systèmes à haute vitesse

• Partenaires français : VeDeCom (Ifsttar, IFPEN, Renault, Peugeot)

Démonstrateur : Piste envisagée à Satory

• Leader : Fiat (Italy)


Chaussées hors gel, à surface chauffante, autonome en énergie – R2I 2013-2014

Enjeux • Assurer la viabilité hivernale, par le maintien à température

positive de la surface de chaussée :

– éviter la formation de verglas par gel d’eau liquide

– faire en sorte que le dépôt des précipitations à température négative (neige /grésille/…) en surface de chaussée fonde au contact de la surface

• Utiliser pour ce faire l’énergie « récupérable» par la chaussée elle-même, en prévoyant des fonctions de captage, stockage, déstockage et restitution d’énergie

– mise au point d’un système de captage/restitution peu intrusif et robuste

• Utiliser le « bilan positif » des cycles de température annuels, vérifiés pour la plupart des climats

– stockage géothermique d’énergie en période chaude, déstockage en période froide

• Domaines d’application

– Routes, rues, ponts, aéroports, transports en commun, plates-formes industrielles,…

Concept of the Gaia Snow-Melting

System

(Japan)


Système PEGASE

Logiciels : SMARTVIA

Serveur SMARTVIA

Projet CCLEAR d’instrumentation de chaussée sur A75


Projet européen FP7 INROADS 2013-2014

Scénario 1

ADVANCED HAZARD WARNING

Idée

Capteur: détection automatique d’incident

Allumage des LED pour prévenir les usagers en

amont

Fonction: améliorer l’anticipation

Exemple d’application: carambolage dans le

brouillard

Hazard ahead

Scénario 2

ACTIVE LANE DELINEATION

Idée

Sans trafic, système éteint

De nuit, véhicule détecté: allumage des

plots lumineux sur une certaine distance

devant le véhicule

Fonction: amélioration du guidage visuel,

notamment en courbe

Extinction après le passage du véhicule:

notion d’onde lumineuse

Vehicle detected


• Des techniques de chaussées conçues pour être

facilement ouvertes et refermées, permettant

ainsi l’accès facile aux réseaux

• Un nouveau concept de chaussées urbaines “modulaires” développé par

l’ISFTTAR et ses partenaires (Collectivités locales, Réseau Scientifique et

technique du ministère, fournisseurs de matériaux, entreprises de béton

prêt à l’emploi, entreprises routières)

• Mise au point d’un matériau de base spécifique : grave réexcavable ie

grave ciment classique mais avec peu de ciment et air entrainé

Chaussées urbaines démontables

Validation sous trafic

(jusqu’à 120000 cycles)

sur le manège de

l’IFSTTAR

Grave réexcavable

(matériau traité aux liants

hydrauliques)


Chaussées urbaines démontables -

concepts

• Dalles hexagonales indépendantes

(trafic « faible »)

• Dalles plus petites, connectées par “clés” béton (trafic « fort »)

St Aubin Les Elbeufs (près de Rouen)

Dalles béton

Lit de

pose

Grave-

ciment

excavable

Plate-forme

Joint élastomère coulé

en place Vide

E

3

H

Etanchéité

(émulsion)

Chantier expérimental Nantes Métropole


Mise à l’épreuve de sous-systèmes Réflexion interne en cours sur les démonstrateurs

suivants (GERI R5G)

• Route et énergie

• Eco-mobilité urbaine

• Autoroute automatisée

• Réseau interurbain et périurbain lisible et efficace

• Maquette virtuelle

Mise en œuvre possible dans la cadre dans le cadre du projet ERANET + « Infravation » soutenu par le MEDDE

Appel d’offre en 2014

Ouverture d’une action « Investissements d’Avenir » ?


La route énergétiquement intégrée C

on

str

uc

tio

n

En

erg

y

Mo

bil

ity

Recycling of Materials

Cold mixes

Mechanical energy

Inductive charging

Low rolling resistance pavements

Modular urban

pavement

Geothermal energy

Solaroad

Eco-traffic management

Autonomous shuttles

http://www.citymobil-project.eu/index.php


L’autoroute automatisée

Grand driving cooperative

challenge

Truck convoying

FP7 SARTRE

HOT Lanes in Minneapolis - Vinci

Coach on emergency lane – CG38

Reversable lane

Pont de Saint-Nazaire – CG44


La rue intermodale

• Les voitures ont changé l’apparence des rues au cours du 20ième siècle

• Les composants de la rue de 5ème Génération son là :

Rue Nue – Phosphore - Eiffage

Bjark Ingel

Chaussée Urbaine Démontable

• Elle serait : – Adaptée aux véhicules électriques

automatisée

– Adaptable et partagée

VIPA – Ligier, LASMEA


R5G et BEPOS

27

Réseaux intégrés

Déchets

Eaux usées

Réseau de froid

Réseau de chaleur

Eau potable

Eaux valorisées

Dalles piézoélectriques

Piste cyclable solaire

Panneaux solaires organiques

Unité de bord de route

BHNS en site propre

et rechargé en mouvement

Recharge statique

sans contact + stockage

d’énergie

Télécommunications sans fil

Echanges thermiques

réversibles

Couche de

roulement poreuse,

silencieuse et

dépolluante,

potentiellement

issue de la

biomasse

Réseaux intégrés

Réseau de froid

Réseau de chaleur

Eaux valorisées

Energie électrique

Fibre optique

Corps de chaussée à

structure réservoir

Structure modulaire bas carbone et préfabriquée


Le réseau secondaire lisible et efficace

• Accroitre la sécurité routière sur les réseaux secondaires – Aujourd’hui 2/3 des tués

• Déployer les systèmes coopératifs pour : – L’alerte

– La gestion des vitesse


Le challenge de la route « acceptable »

• Concevoir un réseau routier « acceptable » implique de considérer différents niveaux d’analyses et de les combiner d’une facon complémentaire.

• Les acteurs ne partagent pas les memes problématiques, ni les memes cultures scientifiques.

• Leurs préoccupations techniques sont différentes et reposent sur des approches méthodologiques contrastées.

• En outre, leurs réflexions ne s’inscrivent pas dans des temporalités et des durées comparables.

• Etre en mesure d’appréhender la problématique de la Route Acceptable dans cette complexité nous parait etre essentiel.


Une définition de la route acceptable

• L’une des clés de la R5G est de favoriser, au-dela des réalisations techniques, les synergies entre les acteurs.

• L’enjeu est de proposer une démarche permettant la convergence des points de vue vers des objets communs.

• Cela nécessite des moyens d’évaluation a priori des projets pour appréhender le respect des critères et orienter l’innovation.

• La route acceptable serait le résultat d’une démarche s’assurant progressivement que la route remplira adéquatement et conjointement, en termes d’usages et d’impacts, les fonctions qu’on souhaite lui attribuer.


Le rôle essentiel de la simulation

• Au coté des méthodes spécifiques a chaque métier, un moyen permettant d’appréhender ces prédictions est de recourir a la simulation.

• L’idée de cette démarche de conception virtuelle serait :

1. de s’appuyer sur des outils de simulation propres a chaque niveau d’analyse

2. de réfléchir aux possibilités de fonctionnement « en synergie» de ces différents outils.


Conclusion et perspectives

• Le projet R5G, en lien avec le programme FOR au niveau européen, vise à innover dans le domaine des infrastructures routières

• Plus exactement, il vise à proposer un nouveau paradigme : le changement de génération routière.

• Il vise à combler un manque institutionnel et à influencer la programmation nationale de la recherche

• Les premiers projets de recherche d’envergure commencent à émerger, notamment dans le cadre Européen.

• La deuxième étape du projet, à savoir la conception de démonstrateurs à grande échelle, nécessitera l’appui des financements conséquents.

• La dynamique enclenchée, relayée par l’IDRRIM, doit s’appuyer sur l’ensemble des acteurs pour convaincre les financeurs de l’intérêt d’une telle démarche.

R5G - Juin 2013

Science

Transcript of R5G - Juin 2013